JPH06340912A - ステンレス鋼のｖｏｄ精錬方法 - Google Patents
ステンレス鋼のｖｏｄ精錬方法Info
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- JPH06340912A JPH06340912A JP5193691A JP5193691A JPH06340912A JP H06340912 A JPH06340912 A JP H06340912A JP 5193691 A JP5193691 A JP 5193691A JP 5193691 A JP5193691 A JP 5193691A JP H06340912 A JPH06340912 A JP H06340912A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】粗ステンレス溶鋼のＶＯＤ精錬時に発生するス
プラッシュを防止する。 【構成】粗ステンレス溶鋼表面に多孔ノズルランスから
酸素を上吹きして真空脱炭する。そして、真空脱炭中の
排ガス分析値から二次燃焼比率を算出し、二次燃焼比率
が50〜65％になるようにランス−湯面間距離を調整す
る。 【効果】脱炭酸素効率を低下させることなくスプラッシ
ュの発生を抑制することができる。従って、高い生産性
で安価に低炭素ステンレス鋼を製造することができる。
プラッシュを防止する。 【構成】粗ステンレス溶鋼表面に多孔ノズルランスから
酸素を上吹きして真空脱炭する。そして、真空脱炭中の
排ガス分析値から二次燃焼比率を算出し、二次燃焼比率
が50〜65％になるようにランス−湯面間距離を調整す
る。 【効果】脱炭酸素効率を低下させることなくスプラッシ
ュの発生を抑制することができる。従って、高い生産性
で安価に低炭素ステンレス鋼を製造することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ステンレス鋼のＶＯ
Ｄ精錬における酸素吹精方法に関し、特に脱炭酸素効率
を低下させることなく、スプラッシュの発生を抑制し、
生産性、経済性を高めるステンレス鋼のＶＯＤ精錬の酸
素吹精方法に関する。
Ｄ精錬における酸素吹精方法に関し、特に脱炭酸素効率
を低下させることなく、スプラッシュの発生を抑制し、
生産性、経済性を高めるステンレス鋼のＶＯＤ精錬の酸
素吹精方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】低炭素ステンレス鋼を溶製する方法の一
つとして、電気炉でＣ 0.3〜0.6 重量％まで予備脱炭
し、Cr還元後除滓した粗ステンレス溶鋼に酸素を上吹き
して真空脱炭するＶＯＤ精錬が行われる。ＶＯＤ精錬の
酸素吹精用ランスは、一般に単孔ストレート型ノズルが
使用されている。このノズルから減圧雰囲気中へ吹き込
まれた酸素ジェットは、ノズル出口のジェット運動量を
保存して鋼浴面に到達して液面にキャビティを形成し、
この近傍で脱炭反応が進行する。この時の反応効率はノ
ズル出口ジェット運動量に比例し、ランス湯面間距離に
反比例する。そこで脱炭酸素効率を高めるため、ランス
湯面間距離を短くするとランス先端にスカルが付着した
り、ランス溶損を生じたり、さらにスプラッシュが高い
位置まで及ぶといった問題が発生する。
つとして、電気炉でＣ 0.3〜0.6 重量％まで予備脱炭
し、Cr還元後除滓した粗ステンレス溶鋼に酸素を上吹き
して真空脱炭するＶＯＤ精錬が行われる。ＶＯＤ精錬の
酸素吹精用ランスは、一般に単孔ストレート型ノズルが
使用されている。このノズルから減圧雰囲気中へ吹き込
まれた酸素ジェットは、ノズル出口のジェット運動量を
保存して鋼浴面に到達して液面にキャビティを形成し、
この近傍で脱炭反応が進行する。この時の反応効率はノ
ズル出口ジェット運動量に比例し、ランス湯面間距離に
反比例する。そこで脱炭酸素効率を高めるため、ランス
湯面間距離を短くするとランス先端にスカルが付着した
り、ランス溶損を生じたり、さらにスプラッシュが高い
位置まで及ぶといった問題が発生する。
【０００３】小谷らは、高いノズル出口ジェット運動量
が得られるラバール型ノズルを用いて、ストレート型ノ
ズルの場合より高いランス位置から酸素を吹精して脱炭
酸素効率を低下させることなく、ランス先端のスカル付
着や溶損を防止できることを報告している。（「鉄と
鋼」62巻 (1976年) 14号、1795頁) しかしながら、キャビティ近傍のジェット運動量は、ラ
バール型ノズルとストレート型ノズルとの間に差がない
のでスプラッシュは同様に発生する。このためレードル
カバーや取鍋フリーボードにスプラッシュが付着し、チ
ャージ毎にこれを落として補修する必要があり、生産性
向上が阻害され、補修コストが高くなる。また、脱炭期
に付着した未脱炭のスプラッシュが還元期に落下すると
溶鋼中にＣピックアップが起こり、Ｃの成分規格外れが
発生するという問題もある。
が得られるラバール型ノズルを用いて、ストレート型ノ
ズルの場合より高いランス位置から酸素を吹精して脱炭
酸素効率を低下させることなく、ランス先端のスカル付
着や溶損を防止できることを報告している。（「鉄と
鋼」62巻 (1976年) 14号、1795頁) しかしながら、キャビティ近傍のジェット運動量は、ラ
バール型ノズルとストレート型ノズルとの間に差がない
のでスプラッシュは同様に発生する。このためレードル
カバーや取鍋フリーボードにスプラッシュが付着し、チ
ャージ毎にこれを落として補修する必要があり、生産性
向上が阻害され、補修コストが高くなる。また、脱炭期
に付着した未脱炭のスプラッシュが還元期に落下すると
溶鋼中にＣピックアップが起こり、Ｃの成分規格外れが
発生するという問題もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、低炭
素ステンレス鋼を溶製するＶＯＤ精錬において、脱炭酸
素効率を確保しながらスプラッシュの発生を抑制し、補
修コストを少なくし、しかも生産性を高くできる酸素吹
精方法を提供することにある。
素ステンレス鋼を溶製するＶＯＤ精錬において、脱炭酸
素効率を確保しながらスプラッシュの発生を抑制し、補
修コストを少なくし、しかも生産性を高くできる酸素吹
精方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は「粗ステ
ンレス溶鋼に酸素を上吹きして真空脱炭するＶＯＤ精錬
方法であって、多孔ノズルランスを介して酸素を吹精す
るとともに定常脱炭期における排ガス成分から算出され
る二次燃焼比率が50〜65％になるようにランスと湯面間
の距離を調整することを特徴とするステンレス鋼のＶＯ
Ｄ精錬方法」にある。
ンレス溶鋼に酸素を上吹きして真空脱炭するＶＯＤ精錬
方法であって、多孔ノズルランスを介して酸素を吹精す
るとともに定常脱炭期における排ガス成分から算出され
る二次燃焼比率が50〜65％になるようにランスと湯面間
の距離を調整することを特徴とするステンレス鋼のＶＯ
Ｄ精錬方法」にある。
【０００６】上記の二次燃焼比率とは (％CO2)／｛ (％
CO) ＋ (％CO2)｝を意味する。なお( )内は排ガス成
分、％は容量％である。
CO) ＋ (％CO2)｝を意味する。なお( )内は排ガス成
分、％は容量％である。
【０００７】以下、本発明方法を具体的に説明する。
【０００８】図１は本発明の実施に用いるＶＯＤ精錬装
置の一例の概略断面図である。
置の一例の概略断面図である。
【０００９】Ｃ 0.3〜0.6 重量％の粗ステンレス溶鋼を
精錬取鍋１内に受鋼し、レードルカバー２で蓋をした
後、真空容器３の蓋をかぶせ、ガス冷却装置６、サイク
ロン集塵装置７、バッグフィルター８を介してスチーム
エジェクター９およびメカニカルエジェクター10で真空
容器３内を排気する。同時に酸素ランス４をランス−湯
面間距離Ｈが所定値になるように精錬取鍋内に降下さ
せ、酸素を溶鋼面1aに上吹きする。
精錬取鍋１内に受鋼し、レードルカバー２で蓋をした
後、真空容器３の蓋をかぶせ、ガス冷却装置６、サイク
ロン集塵装置７、バッグフィルター８を介してスチーム
エジェクター９およびメカニカルエジェクター10で真空
容器３内を排気する。同時に酸素ランス４をランス−湯
面間距離Ｈが所定値になるように精錬取鍋内に降下さ
せ、酸素を溶鋼面1aに上吹きする。
【００１０】真空脱炭開始後１分間隔でメカニカルエジ
ェクター10から排気される排ガスを分析計５で分析し、
真空度が 150〜100mmHg のほぼ一定値に保持されている
定常脱炭期における二次燃焼比率 (％CO2)／｛ (％CO)
＋ (％CO2)｝を１分間隔で算出する。
ェクター10から排気される排ガスを分析計５で分析し、
真空度が 150〜100mmHg のほぼ一定値に保持されている
定常脱炭期における二次燃焼比率 (％CO2)／｛ (％CO)
＋ (％CO2)｝を１分間隔で算出する。
【００１１】一方、使用酸素ランスの酸素吹精条件下で
予め作成されたランス−湯面間距離と二次燃焼比率との
関係に基づいて、上記算出された二次燃焼比率が50％以
上かつ65％以下になるようにランス−湯面間距離を調整
する。
予め作成されたランス−湯面間距離と二次燃焼比率との
関係に基づいて、上記算出された二次燃焼比率が50％以
上かつ65％以下になるようにランス−湯面間距離を調整
する。
【００１２】次に、溶鋼Ｃが0.04重量％近傍になった時
に真空脱炭を終了し、取鍋底のポーラスプラグからArを
吹き込んで溶鋼攪拌を行いながら、到達真空度約１mmHg
で真空脱炭および脱酸を行う。その後、造滓剤、還元
剤、Fe−Siを添加してCr還元、仕上精錬を行い、低炭素
ステンレス鋼の溶製を完了する。出鋼後レードルカバー
２に付着したスプラッシュ1bを落とし補修を行う。
に真空脱炭を終了し、取鍋底のポーラスプラグからArを
吹き込んで溶鋼攪拌を行いながら、到達真空度約１mmHg
で真空脱炭および脱酸を行う。その後、造滓剤、還元
剤、Fe−Siを添加してCr還元、仕上精錬を行い、低炭素
ステンレス鋼の溶製を完了する。出鋼後レードルカバー
２に付着したスプラッシュ1bを落とし補修を行う。
【００１３】本発明の実施に用いる多孔ノズルランス
は、転炉で常用されているのと類似のランスでよい。す
なわち、ノズル孔数ｎは３または４、ランス中心軸とノ
ズル中心軸とがなすノズル傾斜角度θは６°〜７°であ
る。また各ノズルはラバール型ノズルであり、ノズル出
口マッハ数Ｍ2 は２〜３である。
は、転炉で常用されているのと類似のランスでよい。す
なわち、ノズル孔数ｎは３または４、ランス中心軸とノ
ズル中心軸とがなすノズル傾斜角度θは６°〜７°であ
る。また各ノズルはラバール型ノズルであり、ノズル出
口マッハ数Ｍ2 は２〜３である。
【００１４】ラバール型ノズル形状のスロート部径ｄ
1(m)、出口径ｄ2(m)と酸素吹精条件の酸素ランス元圧Ｐ
0(kg/m2)、ノズル出口圧力Ｐ2(kg/m2)、および酸素流量
Ｑ(Nm3/hr)は、下記 (1)式〜 (3)式に示す圧縮性流体に
関する基本式に従って定められる。
1(m)、出口径ｄ2(m)と酸素吹精条件の酸素ランス元圧Ｐ
0(kg/m2)、ノズル出口圧力Ｐ2(kg/m2)、および酸素流量
Ｑ(Nm3/hr)は、下記 (1)式〜 (3)式に示す圧縮性流体に
関する基本式に従って定められる。
【００１５】
【数１】
【００１６】
【作用】前述の図１に示すＶＯＤ精錬装置を用い、表１
に示す数種の多孔ノズルランスでランス−湯面間距離を
変えて真空脱炭を行った。
に示す数種の多孔ノズルランスでランス−湯面間距離を
変えて真空脱炭を行った。
【００１７】
【表１】
【００１８】図２に定常脱炭時の二次燃焼比率と脱炭酸
素効率およびスプラッシュ発生との関係を示す。なお、
脱炭酸素効率は下記 (4)、(5) 式で示され、スプラッシ
ュ発生量はレードルカバーに付着したスプラッシュ重量
(kg/チャージ) を補修時に測定した値である。
素効率およびスプラッシュ発生との関係を示す。なお、
脱炭酸素効率は下記 (4)、(5) 式で示され、スプラッシ
ュ発生量はレードルカバーに付着したスプラッシュ重量
(kg/チャージ) を補修時に測定した値である。
【００１９】
【数２】
【００２０】図２に示すように、多孔ノズルランスのノ
ズル孔数、寸法および酸素流量、ランス−湯面間距離が
変化しても二次燃焼比率が等しいと、ほぼ同等の脱炭酸
素効率が得られ、スプラッシュ発生量もほぼ等しくな
る。そして二次燃焼比率が50％以上になるとスブラッシ
ュ発生量は250kg/チャージ以下となり、単孔ノズルラン
スの場合の約500kg/チャージに比べて半量以下に減少す
る。しかし、二次燃焼比率が65％を超えると脱炭酸素効
率は35％以下となるので、単孔ノズルランスを使用した
場合の脱炭酸素効率 (30〜35％) 以上を確保するには、
二次燃焼比率を65％以下にする必要がある。
ズル孔数、寸法および酸素流量、ランス−湯面間距離が
変化しても二次燃焼比率が等しいと、ほぼ同等の脱炭酸
素効率が得られ、スプラッシュ発生量もほぼ等しくな
る。そして二次燃焼比率が50％以上になるとスブラッシ
ュ発生量は250kg/チャージ以下となり、単孔ノズルラン
スの場合の約500kg/チャージに比べて半量以下に減少す
る。しかし、二次燃焼比率が65％を超えると脱炭酸素効
率は35％以下となるので、単孔ノズルランスを使用した
場合の脱炭酸素効率 (30〜35％) 以上を確保するには、
二次燃焼比率を65％以下にする必要がある。
【００２１】上記のとおり、多孔ノズルランスを用いて
二次燃焼比率を50％以上かつ65％以下とすることによ
り、脱炭酸素効率を低下させることなく、スプラッシュ
の発生を抑制することができる。
二次燃焼比率を50％以上かつ65％以下とすることによ
り、脱炭酸素効率を低下させることなく、スプラッシュ
の発生を抑制することができる。
【００２２】図３にランス−湯面間距離と定常脱炭時の
二次燃焼比率との関係を示す。
二次燃焼比率との関係を示す。
【００２３】同図に示すように、酸素流量が一定でノズ
ル出口マッハ数が等しいノズルを用いた場合、ノズル径
を小さくし孔数を多くすると等しいランス−湯面間距離
でも二次燃焼比率を高くすることができる。また、ラン
ス−湯面間距離の変化量に対する二次燃焼比率の変化量
を大きくすることができる。
ル出口マッハ数が等しいノズルを用いた場合、ノズル径
を小さくし孔数を多くすると等しいランス−湯面間距離
でも二次燃焼比率を高くすることができる。また、ラン
ス−湯面間距離の変化量に対する二次燃焼比率の変化量
を大きくすることができる。
【００２４】従って、使用予定のランスノズルについて
所定の酸素吹精条件下でランス−湯面間距離と二次燃焼
比率との関係図を予め作成しておき、その関係図に基づ
いて真空脱炭中の排ガス分析計測値から算出される二次
燃焼比率が50％以上かつ65％以下になるようにランス−
湯面間距離を調整することができる。
所定の酸素吹精条件下でランス−湯面間距離と二次燃焼
比率との関係図を予め作成しておき、その関係図に基づ
いて真空脱炭中の排ガス分析計測値から算出される二次
燃焼比率が50％以上かつ65％以下になるようにランス−
湯面間距離を調整することができる。
【００２５】以下に本発明の方法により低炭素ステンレ
ス鋼を製造した実施例を示す。
ス鋼を製造した実施例を示す。
【００２６】
【実施例】使用したＶＯＤ精錬装置は前述の図１に示し
た装置である。精錬取鍋は内壁直径3.0m、炉底から炉口
までの高さ3.7m、内容積19m3で、マグクロレンガを内張
りした。真空排気装置は４段スチームエジェクターおよ
びメカニカルエジェクター３台を備え、能力は 130torr
において2600 kg/Hr、到達真空度は 0.2torrである。多
孔ノズルランスは前述の表１に示すランス No.３の14mm
φ４孔ノズルランスを用いた。なお、比較例は表１に示
す26mmφ単孔ノズルランスを用いた。
た装置である。精錬取鍋は内壁直径3.0m、炉底から炉口
までの高さ3.7m、内容積19m3で、マグクロレンガを内張
りした。真空排気装置は４段スチームエジェクターおよ
びメカニカルエジェクター３台を備え、能力は 130torr
において2600 kg/Hr、到達真空度は 0.2torrである。多
孔ノズルランスは前述の表１に示すランス No.３の14mm
φ４孔ノズルランスを用いた。なお、比較例は表１に示
す26mmφ単孔ノズルランスを用いた。
【００２７】粗ステンレス溶鋼75ｔを受鋼し、流量2000
Nm3/hrで酸素を溶鋼面に上吹きし、真空容器内の真空度
を 100torrに保持して真空脱炭を行った。
Nm3/hrで酸素を溶鋼面に上吹きし、真空容器内の真空度
を 100torrに保持して真空脱炭を行った。
【００２８】図４に真空脱炭処理中の排ガス分析値およ
び算出二次燃焼比率とランス−湯面間距離の調整状況と
を示す。なお、ランス−湯面間距離の調整は前述の図３
のランス No.３ (○印) のランス−湯面間距離と二次燃
焼比率との関係に従って二次燃焼比率が50〜65％の範囲
になるようにして行った。
び算出二次燃焼比率とランス−湯面間距離の調整状況と
を示す。なお、ランス−湯面間距離の調整は前述の図３
のランス No.３ (○印) のランス−湯面間距離と二次燃
焼比率との関係に従って二次燃焼比率が50〜65％の範囲
になるようにして行った。
【００２９】図に示すように実施例ではランス−湯面間
距離を2000mmあるいは2100mmに調整することによって、
二次燃焼比率をそれぞれ50％、57％に制御することがで
きた。一方、単孔ノズルランスでは二次燃焼比率は約30
％以下であった。脱炭酸素効率は比較例の35％に対し、
実施例は40％であった。
距離を2000mmあるいは2100mmに調整することによって、
二次燃焼比率をそれぞれ50％、57％に制御することがで
きた。一方、単孔ノズルランスでは二次燃焼比率は約30
％以下であった。脱炭酸素効率は比較例の35％に対し、
実施例は40％であった。
【００３０】スプラッシュ発生は比較例の500kg/チャー
ジに対し、実施例は230kg/チャージに半減した。
ジに対し、実施例は230kg/チャージに半減した。
【００３１】以上の結果から多孔ランスを用い、ランス
−湯面間距離を二次燃焼比率が50％以上かつ65％以下と
なるように調整することにより、脱炭酸素効率を低下さ
せることなく、スプラッシュを抑制できることは明らか
である。
−湯面間距離を二次燃焼比率が50％以上かつ65％以下と
なるように調整することにより、脱炭酸素効率を低下さ
せることなく、スプラッシュを抑制できることは明らか
である。
【００３２】なお、実施例では還元用Si原単位は 5.9kg
/Tであり、比較例の 7.5kg/Tに比べて約20％節減でき
た。
/Tであり、比較例の 7.5kg/Tに比べて約20％節減でき
た。
【００３３】
【発明の効果】本発明方法によれば、脱炭酸素効率を低
下させることなくスプラッシュの発生を抑制して、粗ス
テンレス溶鋼のＶＯＤ精錬を行うことができる。従って
炉体補修時間、補修費が軽減し、高い生産性で安価に低
炭素ステンレス鋼を製造することができる。
下させることなくスプラッシュの発生を抑制して、粗ス
テンレス溶鋼のＶＯＤ精錬を行うことができる。従って
炉体補修時間、補修費が軽減し、高い生産性で安価に低
炭素ステンレス鋼を製造することができる。
【図１】本発明の実施に用いるＶＯＤ精錬装置の一例の
概略断面図である。
概略断面図である。
【図２】定常脱炭時の二次燃焼比率と脱炭酸素効率およ
びスプラッシュ発生量との関係を示す図である。
びスプラッシュ発生量との関係を示す図である。
【図３】ランス−湯面間距離と定常脱炭時の二次燃焼比
率との関係を示す図である。
率との関係を示す図である。
【図４】真空脱炭処理中の排ガス分析値および算出二次
燃焼比率とランス−湯面間距離の調整状況を示す図であ
る。
燃焼比率とランス−湯面間距離の調整状況を示す図であ
る。
Claims (1)
- 【請求項１】粗ステンレス溶鋼に酸素を上吹きして真空
脱炭するＶＯＤ精錬方法であって、多孔ノズルランスを
介して酸素を吹精するとともに定常脱炭期における排ガ
ス成分から算出される二次燃焼比率が50〜65％になるよ
うにランスと湯面間の距離を調整することを特徴とする
ステンレス鋼のＶＯＤ精錬方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5193691A JPH06340912A (ja) | 1991-03-18 | 1991-03-18 | ステンレス鋼のｖｏｄ精錬方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5193691A JPH06340912A (ja) | 1991-03-18 | 1991-03-18 | ステンレス鋼のｖｏｄ精錬方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06340912A true JPH06340912A (ja) | 1994-12-13 |
Family
ID=12900755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5193691A Pending JPH06340912A (ja) | 1991-03-18 | 1991-03-18 | ステンレス鋼のｖｏｄ精錬方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06340912A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006070285A (ja) * | 2004-08-31 | 2006-03-16 | Jfe Steel Kk | 減圧下における溶融金属の精錬方法及び精錬用上吹きランス |
| CN103194574A (zh) * | 2012-12-17 | 2013-07-10 | 西安电子科技大学 | 一种vod精炼终点碳含量预报模型的动态调整方法 |
| JP2020531691A (ja) * | 2017-08-25 | 2020-11-05 | 宝山鋼鉄股▲分▼有限公司 | 超低炭素１３Ｃｒステンレス鋼の精錬方法 |
-
1991
- 1991-03-18 JP JP5193691A patent/JPH06340912A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006070285A (ja) * | 2004-08-31 | 2006-03-16 | Jfe Steel Kk | 減圧下における溶融金属の精錬方法及び精錬用上吹きランス |
| CN103194574A (zh) * | 2012-12-17 | 2013-07-10 | 西安电子科技大学 | 一种vod精炼终点碳含量预报模型的动态调整方法 |
| JP2020531691A (ja) * | 2017-08-25 | 2020-11-05 | 宝山鋼鉄股▲分▼有限公司 | 超低炭素１３Ｃｒステンレス鋼の精錬方法 |
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